NASA har gripit rubriker nyligen med deras potentiella spelförändringar emDrive framdrivningssystem. EmDrive har genererat mycket diskussion och mycket kontrovers också. Men NASA har mycket mer på gång än futuristiska rymdresorsdesigner, och en nyligen genomförd testflygning visade att sinnena på NASA fortfarande arbetar på innovativ design för flygsystem som fungerar i jordens atmosfär.
De Greased Lightning 10 , eller GL10, är ett fjärrstyrt flygplan med tio motorer som kan lyfta och landa vertikalt och sedan rotera sina vingar för att flyga framåt. Den här typen av system har utvecklats tidigare i full storlek, styrda flygplan som V22 Osprey, men det har aldrig gjorts tidigare i ett litet fjärrstyrt flygplan.
Att byta från vertikal flygning till framåtflygning är en komplicerad manöver, och de aerodynamiska utmaningarna för fordon som dessa är betydande. Som ett resultat har det varit några hårda landningar under testfasen. Men NASA-teamet, inklusive flygingenjören Bill Fredericks, har haft större framgång i de senaste testerna. 'Under flygtesterna övergick vi framgångsrikt från svävning till vingburen flygning, som ett konventionellt flygplan, och sedan tillbaka till svävning igen,' sa Fredericks. – Hittills har vi gjort det här på fem flygningar. Nu arbetar vi på vårt andra mål - att visa att detta koncept är fyra gånger mer aerodynamiskt effektivt i kryssningar än en helikopter.'
Den främre vingen på GL10, med åtta motorer på den, roterar som en enhet. Stjärtsektionen, med två motorer monterade på den, roterar också som en enhet. Detta ger GL10 den mycket eftertraktade förmågan att lyfta och landa vertikalt och att sväva. För framåtflygning roterar den sina vingar så att propellrarna och vingarna är vända framåt, vilket är ett mycket effektivare sätt för ett flygplan att kryssa. ( Se en video av GL10 under flygning. )
Den nuvarande prototypen har ett tio fots vingspann och en startvikt på 62 lbs. Men NASA:s mål är att utveckla en UAV som är mycket större och till och med kan bära en besättning. GL10 designades med ett fåtal användningsområden i åtanke. 'Den kan användas för leverans av små paket eller vertikal start och landning, långvarig övervakning för jordbruk, kartläggning och andra tillämpningar', sa Fredericks. 'En uppskalad version - mycket större än vad vi testar nu - och skulle också bli ett fantastiskt personbil i storleken en till fyra personer.'
GL10 designades från början för att använda hybriddiesel/elmotorer, men den nuvarande prototypen använder elektriska motorer. Elmotorerna är mycket tystare än förbränningsmotorer. 'Den nuvarande prototypen är tystare än en granne som klipper gräsmattan med en gasdriven motor,' sa Fredericks.
GL10 i cruising-läge. Medverkande: NASA Langley/Gary Banziger
Det har funnits 12 prototyper av GL10 hittills. Den första var en enkel skummodell som vägde fem pund. Den nuvarande GL10 är en högkvalitativ kolfibermodell som väger 55 pund och byggdes av NASAs experttekniker. 'Varje prototyp hjälpte oss att svara på tekniska frågor samtidigt som kostnaderna hölls nere. Vi förlorade några av de tidiga prototyperna till 'hårda landningar' när vi lärde oss hur man konfigurerar flygkontrollsystemet. Men vi upptäckte något från varje förlust och kunde fortsätta framåt, säger flygingenjören David North.
Även om GL10 har tio motorer, styrs den som ett tremotorigt flygplan. Den primära piloten är Zack Johns, som säger: 'Alla fyra motorerna på vänster vinge får samma kommando. De fyra motorerna på höger vinge fungerar också tillsammans. Då får de två på svansen samma kommando.”
NASA-teamet fortsätter att arbeta med GL10. De hoppas kunna bekräfta dess aerodynamiska effektivitet och att ytterligare förfina dess kontrollsystem. 'Fjärrstyrda flygplan förbättrar NASA:s vetenskapliga undersökningar och fungerar som en plattform för att utöka teknikutvecklingen för flygplan, cubesats och andra plattformar', säger NASA-tjänstemannen Mike Hitch.
GL10 kommer att visas från 4 till 7 maj, på Association for Unmanned Vehicles Systems International 2015 års konferens i Atlanta.